摘 要 為了提高工業設計專業學生解決工程實際問題的能力，引入項目式教學，將三維設計軟件與3D打印技術相結合，提高學生的三維建模能力，設計創新能力。通過實際項目的基礎上，將設計方案用Rhino軟件或者Solidwork工程軟件進行建模，并利用3D打印技術快速成型，將設計概念產品化。在實際項目中培養學生的三維軟件建模能力以及機械裝配相關知識技能。為培養綜合實踐能力強，富有創新思維的工業設計師，提供一定的指導作用。

　　關鍵詞 項目式教學 工業設計 實際問題

　　0 引言

　　工業設計專業屬于多學科交叉融合的邊緣學科，對學生的綜合能力要求比較高，在人才培養中涉及到設計基礎理論、工程設計理論、人機工程學和美學等方面的知識，[1]是理性思維與感性思維融合碰撞的一門學科，不僅需要培養學生擁有較強的設計創新能力，更要培養學生的綜合實踐應用能力，培養出符合社會需求和行業需求的人才。

　　3D打印技術是近年來在工業設計領域發展起來的一種新型的、快速加工成型的技術。主要通過三維設計軟件進行建模，再將模型導入切片軟件進行切片分層處理。[2]可將所設計的任何復雜造型的三維模型快速成型，可縮短新產品開發的周期，成本較低，效率高，可最快的實現從設計到加工制造成型一體化。便于設計師進行后續的用戶體驗及產品改進設計。從事工業設計行業的學生，掌握一款三維設計軟件是必備的技能，可以快速準確的表達自己的設計想法，而且可以提高工作效率，縮短產品的開發周期。通過解決實際的項目式教學，[3]引導學生運用三維軟件建模并使用實驗室已有的3D打印機將模型制作加工裝配，培養學生的建模能力，以及實踐動手能力。

　　1 工業設計學生在實踐中存在的問題

　　通過一定的調查了解到目前工業設計學生主要分為兩大類，一是以文科藝術背景為主，這類學生有較強的美術繪畫基礎，在手繪快速表達創意想法和色彩搭配、審美方面具有一定優勢。二是以理科工程背景為主，這類學生有較強的邏輯理性思維，在機械工程與解決實際問題方面有著較強的實踐能力。[4]大多數高校的教學方法和模式偏向于機械輸入型，主要以老師在講臺上講課，學生完成課堂作業為主，很多課程作業與考試的形式也過于呆板，無法有效的引導激發學生的創新與創造意識。教學內容無法與當前行業中所需要解決的實際任務相銜接，導致學生畢業比較難找到相關對口專業。在專業課程設置上，工業設計學院在我國大多數高校里面屬于工科學院中，工程類課程與藝術類課程相互影響，但沒有很好的融合，機械類工程老師教學方法偏向于理性嚴謹的思維，藝術類老師教學方法更加偏向于感性，創意想法大膽有新意。學生比較難將兩種課程有效的結合吸收融會貫通。

　　2 引入實際項目

　　本實際項目的引入是基于機器人工程實驗室的上肢外骨骼康復機器人原型樣機，需要解決的實際問題是：設計一款上肢外骨骼康復機器人的人機把手。通過草圖繪制，方案選擇，三維模型，以及運用3D打印技術快速成型，來完成實物模型的制作。并與已有機械結構進行安裝適配，后續還可繼續進行用戶體驗研究和產品設計改進。將文科藝術背景的學生與理科工程的學生進行合理化小組分配，促進學生互相學習，共同交流，合作完成實際項目從概念到實物模型的轉換。在潛移默化中將藝術思維與理性邏輯思維交叉融合，通過項目式教學模式來解決實際問題，可以培養出更加符合行業需求的人才。

　　3 運用三維設計軟件建模

　　要求學生設計一款可以與機械結構合理裝配，并且可通過調節長度來適應不同人群人體尺寸的人機把手。已知與人機把手相連接的機械結構尺寸，可通過實際測量確定具體尺寸。引導學生查閱相關人機工學資料，確定人體小臂在運動過程中的人機工學尺寸范圍，可調節長度范圍和人機把手的尺寸。在小組內通過快速手繪表達，頭腦風暴等確定設計草圖。根據設計草圖運用三維設計軟件進行三維建模，將設計想法在三維軟件中構建。通常使用Rhino三維建模軟件或者solidwork工程類軟件。Rhino軟件的優勢是可以將想法通過形體切割等方法快速呈現。solidwork軟件偏向于機械設計，在需要模型尺寸精確裝配等問題時，solidwork軟件更能發揮其軟件的優勢。培養學生精通其中一種三維建模軟件，并對另一種建模軟件達到可以掌握簡單操作和建模思路即可。在學生解決實際項目問題時更加得心應手，通過熟練的運用三維軟件技能既可快速實現設計想法，也可在完成具體項目落地時進行精確建模，加工制作成型。

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